برون‌تنی

برون تنی (به لاتین: in vitro) در زیست‌شناسی، به آزمایشهایی که به جای به کار بردن جانداران زنده، بخشی از بدن آن‌ها مانند یاخته‌هایشان یا بافت‌هایشان را در محیط آزمایشگاهی کشت می‌دهند گفته می‌شود، به این آزمایشها در محیط کشت نیز می‌گویند.

این روش برتریها و کاستیهایی نسبت به آزمایشهای درون تنی دارد. از برتریهای آن می‌توان زود به نتیجه رسیدن، نیاز نداشتن به اجازه‌نامهٔ اخلاقی برای آزمایش روی جانوران، آسودگی در تکرار آزمایش، و در برخی موارد کم‌هزینه‌تر بودن را نام برد. از کاستیهای آن می‌توان داشتن اعتبار کمتر به نسبت آزمایشهای درون تنی، را یاد کرد.

تعریف کلی

مطالعات درون‌کشتگاهی، به مطالعه بر روی میکرواگانیسم‌ها، سلول‌ها یا مولکول‌های بیولوژی در خارج از چارچوب بیولوژی طبیعی خود گفته می‌شود. این آزمایش‌ها به‌طور معمول با استفاده از ابزارهای آزمایشگاهی مانند لوله آزمایش، فلاسک، پتری دیش و پلیت‌های میکروتیتر انجام می‌گیرد. در مطالعات درون‌کشتگاهی، اجزایی از جاندار از محیط بیولوژی خود (بدن جاندار) جداسازی شده و در شرایط آزمایشگاهی مورد بررسی قرار می‌گیرد. چرا که مطالعه جداگانه این اجزاء در آزمایشگاه، امکان دستیابی به جزئیات بیشتر را فراهم می‌کند. هر چند که نتایجی که در مطالعه درون‌کشتگاهی بدست می‌آید ممکن است به‌طور کامل و دقیق اثرات را بر روی جاندار کامل پیش‌بینی نکند. در مقابل مطالعات درون‌کشتگاهی، مطالعات درون بدنی (In vivo) قرار دارد که در این نوع، بررسی‌ها بر روی جاندار کامل اعم از انسان، حیوان یا گیاه انجام می‌شود. به عنوان مثال میکروارگانیسم‌ها یا سلول‌ها را می‌توان به صورت مصنوعی در محیط کشت مطالعه کرد. همچنین می‌توان پروتئین‌ها را در داخل یک محلول مورد بررسی قرار داد. امروزه طیف گسترده‌ای از تکنیک‌های مورد استفاده در زیست‌شناسی مولکولی از طریق این نوع مطالعه انجام می‌شود. استخراج، کشت و شناساتی سلول‌های موجودات پرسلولی، اجزای درون سلولی (مانند میتوکندری و ریبوزوم‌ها)، عصاره سلول یا درون سلولی (مانند جوانه گندم و رتیکولوسیت)، مولکول‌های خالص شده (مانند پروتئین‌ها، DNA و RNA) و تولید صنعتی آنتی‌بیوتیک‌ها و محصولات دارویی همگی نمونه‌هایی از مطالعات درون‌کشتگاهی هستند.

مزایا

مطالعات درون‌کشتگاهی امکان بررسی‌های اختصاصی برای یک گونه را به صورت ساده فراهم می‌کند و اطلاعات زیادی از جزئیات آن به ما می‌دهد که این اطلاعات جزئی می‌تواند برای مطالعه موجود کامل نیز مورد استفاده قرار گیرد. همان‌طور که با گذر زمان مطالعات درون بدنی در حیوانات جایگزین مطالعات بالینی بر روی انسان شد، امروزه نیز از مطالعه بر روی حیوان به سمت مطالعه داخل شیشه‌ای پیش می‌رویم.

سهولت

موجودات زنده از سیستم‌های عملکردی بسیار پیچیده‌ای تشکلیل شده‌اند و دست کم دارای ده‌ها هزار ژن، مولکول پروتئینی، مولکول‌های RNA، ترکیبات آلی کوچک، یون‌های غیر آلی هستند که در سیستم‌های اندامی محصور در غشا قرار دارند. این ترکیبات بی‌شمار، با یکدیگر و با محیط اطراف برهمکنش می‌کنند تا مواد غذایی را پردازش کنند، مواد زائد را دفع کنند، ترکیبات را به محل صحیح برسانند و به مولکول‌های پیام رسان، سایر موجودات، نور، صدا، چشایی، لمس و تعادل پاسخ دهند. وجود این پیچیدگی‌ها، شناسایی برهمکنش‌ها و عملکرد زیستی هر جزء را سخت می‌کند. آزمایشات درون‌کشتگاهی باعث ساده‌سازی سیستم در حال مطالعه می‌شود. در نتیجه محققان می‌توانند بر تعداد کمتری از اجزاء تمرکز کنند. از دیگر مزایای روش‌های درون‌کشتگاهی این است که می‌توانیم از سلول‌های انسانی به این منظور استفاده کنیم و آزمایشات صرفاً محدود به سلول‌های حیوانی نمی‌شود. همچنین روش‌های درون‌کشتگاهی می‌تواند کوچک‌سازی و اتوماتیک شود. در نتیجه ما می‌توانیم در سنجش مولکولی فارماکولوژی یا سم‌شناسی به نتایج جامعتری دست یابیم.

معایب

ممکن است نتایجی که در مطالعات درون‌کشتگاهی بدست می‌آید دقیقاً بر آنچه در موجود کامل اتفاق می‌افتند منطبق نباشد. به همین دلیل محققین باید مراقب باشند تا بررسی‌ها را کاملاً به موجود زنده تعمیم ندهند چرا که این باعث نتیجه‌گیری غلط در مورد موجودات و سیستم‌های زیستی می‌گردد. به عنوان مثال دانشمندان در پی کشف یک داروی ویروسی به منظور درمان عفونی خاص مانند HIV هستند. آن‌ها ممکن است در مطالعات درون‌کشتگاهی(In VIVO) به این نتیجه برسند که داروی مورد نظر باعث مهار همانندسازی ویروس در شرایط درون‌کشتگاهی می‌شود. با این وجود بسیاری از کاندیداهای دارویی که اثربخشی شان در شرایط درون‌کشتگاهی به اثبات رسیده‌است، در بدن جاندار اثربخش نیستند چرا که ممکن است در شرایط درون بدنی، دارو دقیقاً به محل هدف نرسد یا برای سایر بخش‌های بدن جاندار اثر زیانبار داشته باشد.

جستارهای وابسته

جایگزین‌های آزمایش روی جانوران
آموزش با شفقت
درون تنی
درون‌جا
درون‌رحمی
درون‌رایانه‌ای

منابع

↑ 1- Alberts, Bruce (2008). Molecular biology of the cell. New York: Garland Science. ISBN 0-8153-4105-9.
↑ Vignais, Paulette M. ; Pierre Vignais (2010). Discovering Life, Manufacturing Life: How the experimental method shaped life sciences. Berlin: Springer. ISBN 90-481-3766-7.
↑ Jacqueline Nairn; Price, Nicholas C. (2009). Exploring proteins: a student's guide to experimental skills and methods. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN 0-19-920570-1.
↑ 4- "Existing Non-animal Alternatives". AltTox.org. 8 September 2011.
↑ 5- Quignot N. ; Hamon J. ; Bois F. (2014). Extrapolating in vitro results to predict human toxicity, in In Vitro Toxicology Systems, Bal-Price A. , Jennings P. , Eds, Methods in Pharmacology and Toxicology series. New York, USA: Springer Science. pp. 531–550.
↑ 6- Rothman, S. S. (2002). Lessons from the living cell: the culture of science and the limits of reductionism. New York: McGraw-Hill. ISBN 0-07-137820-0.
↑ 7- De Clercq E (October 2005). "Recent highlights in the development of new antiviral drugs". Curr. Opin. Microbiol. 8 (5): 552–60. PMID 16125443. doi:10.1016/j.mib.2005.08.010.

مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «In vitro». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۱۱ اردیبهشت ۱۳۹۱.

[1] 1- Alberts, Bruce (2008). Molecular biology of the cell. New York: Garland Science. ISBN 0-8153-4105-9.

[2] Vignais, Paulette M. ; Pierre Vignais (2010). Discovering Life, Manufacturing Life: How the experimental method shaped life sciences. Berlin: Springer. ISBN 90-481-3766-7.

[3] Jacqueline Nairn; Price, Nicholas C. (2009). Exploring proteins: a student's guide to experimental skills and methods. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN 0-19-920570-1.

[4] 4- "Existing Non-animal Alternatives". AltTox.org. 8 September 2011.

[5] 5- Quignot N. ; Hamon J. ; Bois F. (2014). Extrapolating in vitro results to predict human toxicity, in In Vitro Toxicology Systems, Bal-Price A. , Jennings P. , Eds, Methods in Pharmacology and Toxicology series. New York, USA: Springer Science. pp. 531–550.

[6] 6- Rothman, S. S. (2002). Lessons from the living cell: the culture of science and the limits of reductionism. New York: McGraw-Hill. ISBN 0-07-137820-0.

[7] 7- De Clercq E (October 2005). "Recent highlights in the development of new antiviral drugs". Curr. Opin. Microbiol. 8 (5): 552–60. PMID 16125443. doi:10.1016/j.mib.2005.08.010.